Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
24
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
1.67 Mб
Скачать

Заняття 14

Механічна енергія

Мета: розглянути питання роботи різних сил, потенціальної та кінетичної енергії

  1. Робота сили тяжіння, сили пружності та сили тертя.

  2. Потенціальна енергія.

  3. Кінетична енергія.

  4. Закон збереження енергії.

Ключові слова: ізольована система, кінетична та потенціальна енергії,

Теоретичні відомості

Користуючись другим законом динаміки Ньютона, можна знайти шлях обчислення роботи без використання понять сили і шляху

Розглянемо тіло масою , на яке діє сила . Напрям дії сили збігається з напрямом переміщення. Робота, яку виконає ця сила,

А = Fs.

Відповідно до другого закону динаміки Ньютона значення сили

Модуль переміщення

тому

Отже, для обчислення роботи достатньо знати лише масу тіла та його початкову і кінцеву швидкості.

Такий метод зручніше, оскільки ним можна користуватися навіть у разі змінної сили і довільної траєкторії.

Робота може визначатися як зміна величини, що дорівнює й описує стан тіла у довільний момент часу. Цю величину називають енергією.

Фізична величина, що описує стан тіла і зміна якої визначає роботу, називається енергією.

Для вимірювання енергії як і роботи, використовується одиниця джоуль (Дж), названа на честь вченого Д. Джоуля.

Механічна енергія може бути двох видів кінетична і потенціальна.

Кінетичну енергію має тіло, яке в даній системі відліку рухається з певною швидкістю:

Для випадків, коли робота сили не залежить від форми траєкторії, а визначається початковим і кінцевим положеннями тіла, користуються поняттям потенціальної енергії.

Якщо записати формулу для роботи сили тяжіння у формі

то побачимо, що робота визначається зміною величини mgh. Ця фізична величина називається потенціальною енергією тіла, на яке діє сила тяжіння:

Потенціальна енергія є енергією взаємодії і залежить від взаємного розміщення тіл або їх частин. Отже, формулу роботи сили тяжіння можна записати у вигляді

Робота сили тяжіння дорівнює зміні потенціальної енергії з протилежним знаком. Це означає, що під час падіння тіла, коли сила тяжіння виконує додатну роботу, його потенціальна енергія зменшується. І навпаки, у разі руху тіла вгору, коли сила тяжіння виконує від’ємну роботу, його потенціальна енергія збільшується. Це характерно для випадків, коли робота сили не залежить від форми траєкторії.

Робота сили пружності теж залежить не від форми траєкторії, а лише від початкової і кінцевої деформацій тіла. боти сили тяжіння. Тому можна вважати, що пружно деформоване тіло має потенціальну енергію

Робота сили пружності дорівнює зміні потенціальної енергії пружно деформованою тіла, взятій з протилежним знаком.

Вправа 14

1.

2.

3.

6.

Соседние файлы в папке закони збереження